1、1精做 01 实验：研究匀变速直线运动1（2018北京卷）用图 1 所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点 O（ t=0） ，然后每隔相同的时间间隔 T 选取一个计数点，如图 2 中 A、 B、 C、 D、 E、 F所示。c通过测量、计算可以得到在打 A、 B、 C、 D、 E点时小车的速度，分别记作v1、 v2、 v3、 v4、 v5d以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图 3 所示。结合上述实验步骤，请你完成下列
2、任务：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有_和_(填选项前的字母)。2A电压合适的 50 Hz 交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)（2）在图 3 中已标出计数点 A、 B、 D、 E 对应的坐标点，请在该图中标出计数点 C 对应的坐标点，并画出 vt 图象。（3）观察 vt 图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_。 vt 图象斜率的物理意义是_。（4）描绘 vt 图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 xt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对 t 的要求是_（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的 x 大小与速度测量的误差
3、_(选填“有关”或“无关”)。（5）早在 16 世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图 4 所示的“斜面实验” ，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_。【解析】 （1）打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC；3（2）利用所给点迹描点连线，得图象其中 C 点的横坐标为 3T，纵坐标为 3v；（3）结合图象可以看出小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图象的斜率代表了运动时2（2017新课标全国卷）某探究小组
4、为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的 6 个水滴的位置。（已知滴水计时器每 30 s 内共滴下 46 个小水滴）4（1）由图（b）可知，小车在桌面上是_（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中 A 点位置时的速度大小为_m/s，加速度大小为_m/s 2。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037
5、3（2017新课标全国卷）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t；用 s 表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示， v表示滑块在挡光片遮住光线的 t 时间内的平均速度大小，求出 v；将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤、；多次重复步骤；
6、利用实验中得到的数据作出 vt 图，如图（c）所示。5完成下列填空：（1）用 a 表示滑块下滑的加速度大小，用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与 vA、 a 和 t 的关系式为 =_。（2）由图（c）可求得， vA=_cm/s， a=_cm/s2。（结果保留三位有效数字）【答案】（1） 12at （2）52.1 16.6（15.816.8）4（2016天津卷）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。（1）实验中必要的措施是_。A细线必须与长木板平行 B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量 D平衡小车与长木板间的摩擦力（2）他实 验 时 将 打 点 计 时
7、 器 接 到 频 率 为 50 Hz 的 交 流 电 源 上 ， 得 到 一 条 纸 带 ， 打 出 的 部 分 计 数 点 如 图 所示 （ 每 相 邻 两 个 计 数 点 间 还 有 4 个 点 ， 图 中 未 画 出 ） 。 s1=3.59 cm， s2=4.41 cm， s3=5.19 cm， s4=5.97 cm， s5=6.78 cm， s6=7.64 cm。则小车的加速度 a=_m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB=_m/s。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）AB （2）0.80 0.40【解析】（1）实验时，细线必须与长木板平行，以
8、减小实验的误差，选项 A 正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项 B 正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项 C 错误；此实验6中不需平衡小车与长木板间的摩擦力，选项 D 错误。（2）两相邻计数点间的时间间隔 T=0.1 s；由逐差法可得 a=6543219ssT=0.80 m/s2，打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB=12=0.40 m/s。5（2016海南卷）某 同 学 利 用 图 （ a） 所 示 的 实 验 装 置 探 究 物 块 速 度 随 时 间 的 变 化 。 物 块 放 在 桌 面 上 ，细 绳 的 一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定
9、在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有 4 个点未画出）。根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：（1）在打点计时器打出 B 点时，物块的速度大小为_m/s。在打出 D 点时，物块的速度大小为_m/s；（保留两位有效数字）（2）物块的加速度大小为_m/s 2。（保留两位有效数字）【答案】（1）0.56 0.96 （2）2.06 （2018山东省济南市外国语学校）某同学用打点计时器(打点周期为 0.02 s)研究物块做直线运动
10、的规律，得到一条纸带，他在纸带上按打点的先后顺序取 O、 A、 B、 CF 等若干个计数点(每相邻两个计数点之间还有 4 个点)，相邻计数点的时间间隔用 t 表示，各计数点间的距离如图所示。则：(1)时间间隔 t 为_(填“A”或“B”)；7A0.02 s B0.1 s(2)OF 段表示物块做_运动(填“A”或“B”)；A加速 B减速(3)在纸带上打出 B 点时，物块的速度可表示为_(填“A”或“B”)。A 32xt B 32xt【答案】 （1）B （2）A （3）B7 （2018甘肃省武威市民勤县第三中学）如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，相邻两个
11、计数点之间还有 4 个点没有画出来，则相邻两个计数点的时间间隔是 T=_，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。 （电源频率为 50 Hz，所有计算结果保留两位小数）（1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm)s2s1 s3s2 s4s3 s5s4 s6s5 平均值 s1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58由此可以得出结论：在_范围内，相等时间内相邻的位移之差相等，所以小车的运动是_。（2）利用 s2和 s1，求加速度的公式为 a=_，加速度大小为_ m/s 2。（3）利用逐差法，根据 an3= 32nsT，可求出加速度的平均值， a=_m
12、/s2；（4）求 A 点的瞬时速度公式为 vA=_，速度大小为_m/s。【答案】0.1 （1）误差允许 匀加速直线运动 （2） 12sT 1.60 m/s2 （3）1.58 m/s2 （4）12sT0.36 m/s8【解析】相邻两个计数点的时间间隔是 T=50.02 s=0.1 s；（1）由此可以得出结论：在误差允许范围内，相等时间内相邻的位移之差相等，所以小车的运动是匀加速直线运动；8 （2018山东省临沂市第十九中学）甲、乙两同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况。（1）甲同学实验装置如图（a）所示，打点计时器的工作频率为 50 Hz。纸带上计数点的间距如图（b
13、）所示，其中每相邻两点之间还有 4 个记录点未画出。则：部分实验步骤如下：A测量完毕，关闭电源，取出纸带B接通电源，打点计时器工作C放开小车D将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连E把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：_（用字母填写） 。图（b）中打 A 点时小车运动的速度 vA=_m/s。图（b）中小车运动的加速度 a=_m/s2。若电源频率低于 50 赫兹时，仍按相邻两个计数点时间间隔为 0.10 s 计算，则测出小车的加速度_（选填“偏大” 、 “不变”或“偏小” ） 。9（2）乙同学“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带如图（c）所示， O
14、、 A、 B、 C、 D 和 E 为纸带上六个计数点。加速度大小用 a 表示。图（d）是根据实验数据绘出的 xt2图线（ x 为各计数点至同一起点的距离） ，斜率表示_(用 a 表示)，其大小为_m/s 2（结果均保留两位有效数字） 。【答案】 （1）EDBCA 0.34 0.39 偏大 （2） 21xat 0.47【解析】 （1）先连接实验器材，后穿纸带，再连接小车，最后打点并选择纸带进行数据处理；故答案为：EDBCA；打点计时器的工作频率为 50 Hz，每隔 0.02 s 打一次电，每相邻两点之间还有 4 个记录点未画出，共 5 个 0.02 s，故 T=0.1 s；就会偏小，所以测量的加
15、速度值与真实的加速度值相比是偏大；（2）由图象及题意可知，物体做初速度为零的匀变速直线运动，则 21xat，所以 xt2图象的斜率1ka，由图象可知 220.47m/sxkt。9 （2018广东省中山一中）在利用电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中。（1）下述器材中不需要的是_(用代号表示)。10低压交流电源；电火花打点计时器；秒表；小车；带滑轮长木板；纸带；天平；刻度尺（2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：A松开纸带让物体带着纸带运动B穿好纸带C把打点计时器固定好D接通电源，进行打点以上步骤中正确的顺序是_。（3）如图所示是某同学“研究物体做匀变速直线运动规律”
16、实验时得到的一条纸带(实验中打点计时器打点时间间隔 T=0.02 s)，依照打点的先后顺序取计数点为 1、2、3、4、5、6、7，相邻两计数点间还有 4 个点未画出，测得： s1=1.42 cm， s2=1.91 cm， s3=2.40 cm， s4=2.91 cm， s5=3.43 cm， s6=3.92 cm。a打第 3 个计数点时纸带的速度大小 v3=_m/s(保留两位有效数字)；b计算物体的加速度的文字表达式为_。【答案】 （1） （2）CBDA （3）0.22 456123ssT112saT可得： 2631saT， 2523saT， 2413saT，加速度的平均值为：4561232。
